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片(pian)状氧化铝是(shi)近年来出现的(de)一种性能(neng)(neng)优良的(de)功(gong)能(neng)(neng)微粉材(cai)料，它属于α-Al₂O₃，具有明显的(de)鳞状结构特(te)(te)征和较(jiao)大的(de)径厚比。氧(yang)化铝(lv)有多种不同的(de)类型，常规的(de)氧(yang)化铝(lv)与(yu)其(qi)他金(jin)属氧(yang)化物(wu)一(yi)样，本身的(de)硬(ying)度大、熔点(dian)高(gao)、机械强度好、且(qie)耐腐蚀抗氧(yang)化。而(er)片状氧(yang)化铝(lv)还(hai)因(yin)其(qi)独特(te)(te)的(de)片状结构和晶(jing)体(ti)(ti)形状，从而(er)具备了微米粉体(ti)(ti)和纳(na)米材(cai)料的(de)双重特(te)(te)性。

目前，片(pian)状氧化铝晶粒的(de)径向尺度一般为5-50 μm，厚度一般在100-500 nm之(zhi)间，晶型(xing)发育良好的(de)微粒还表现出规则的(de)六角(jiao)形貌。

片状氧化铝的微(wei)观形貌(mao)

片状氧化铝(lv)的性(xing)能(neng)特点

与大多数天然(ran)的(de)(de)基体材料相比，通过人工方法(fa)合成的(de)(de)片状氧化铝微粉的(de)(de)径厚比例可(ke)调，并(bing)且具有纯度高(gao)，表面平整光滑，在(zai)水中(zhong)分(fen)散性良好的(de)优点(dian)。工业级(ji)的(de)片状(zhuang)氧化(hua)铝粉(fen)体(ti)的(de)粒径大小可(ke)以达到(dao)微米尺寸，厚度更(geng)是达到(dao)了纳米级(ji)或接近(jin)纳米尺度。这不仅使它(ta)具(ju)有(you)显(xian)著的(de)光线反射(she)能(neng)力和屏蔽效应，还使其体(ti)现出了良(liang)好的(de)表面活性和优越的(de)附着力。

在片状氧(yang)化(hua)铝粉体表面涂抹高(gao)折射(she)率的二氧(yang)化(hua)钛、氧(yang)化(hua)铁或其他(ta)性(xing)能优越的金属氧(yang)化(hua)物材料，既可以强化(hua)它的(de)折光(guang)率(lv)，耐腐蚀抗氧化(hua)性能等多种(zhong)物化(hua)特(te)性，又能使其具有光(guang)泽柔和，装饰性强的(de)特(te)点。因(yin)此片状氧化(hua)铝作为(wei)一种复(fu)合材料在耐火材料、化(hua)妆品行业、珠光(guang)颜料、和增韧(ren)陶瓷、等领域有着广泛的(de)应用前景。

复合其他颜料的片状(zhuang)氧化铝

（图(tu)源：闽(min)江学院单晶片状氧(yang)化铝研(yan)究中心）

片状氧化铝的(de)制备(bei)方法(fa)

片状氧化铝的(de)制备方法(fa)(fa)(fa)有很多(duo)种，通常采用的(de)有熔(rong)盐法(fa)(fa)(fa)、液相间(jian)接法(fa)(fa)(fa)（如溶(rong)(rong)胶-凝(ning)胶法(fa)(fa)(fa)）、水热（醇(chun)热）法(fa)(fa)(fa)、涂膜法(fa)(fa)(fa)、机械法(fa)(fa)(fa)以及高温烧(shao)结等(deng)方法(fa)(fa)(fa)。无(wu)论(lun)是(shi)熔(rong)盐法(fa)(fa)(fa)、溶(rong)(rong)胶凝(ning)胶法(fa)(fa)(fa)、还是(shi)水热（醇(chun)热）法(fa)(fa)(fa)都属于(yu)粉体液相合成的(de)范畴，固相法(fa)(fa)(fa)和(he)气(qi)相法(fa)(fa)(fa)相对应用较少。

一、水热（醇热）法

水热法(fa)是指在密闭的(de)压(ya)力(li)环境(jing)下，以水作为溶剂，让物(wu)质在高(gao)温(wen)高(gao)压(ya)的(de)容器（高(gao)压(ya)釜）中进行成核(he)，生长结(jie)晶，以此(ci)生成所需(xu)产物(wu)的(de)一类(lei)化(hua)学反(fan)应。到(dao)目前为止(zhi)，用(yong)(yong)水热法(fa)已制(zhi)备出了百余种晶体(ti)，包括硫化(hua)镉(ge)、祖母绿，氧(yang)化(hua)锌、氧(yang)化(hua)铝等多(duo)种用(yong)(yong)途广(guang)泛(fan)的(de)高(gao)性能(neng)材料，水热结(jie)晶是片状氧(yang)化(hua)铝早期的(de)常用(yong)(yong)制(zhi)备方(fang)法(fa)。

水热法(fa)制备(bei)出(chu)来(lai)的(de)片(pian)状氧化铝粉体(ti)纯度高、分散性好(hao)且(qie)(qie)具有较薄的(de)平板状结构和均(jun)匀(yun)优良的(de)晶体(ti)形貌。但(dan)是水热合(he)成(cheng)不仅周期长，而且(qie)(qie)在反(fan)应(ying)(ying)过程需要(yao)高温(wen)高压的(de)反(fan)应(ying)(ying)釜(fu)，且(qie)(qie)晶体(ti)的(de)相变(bian)温(wen)度较高(＞400 ℃)，因此有研究者通过改善(shan)反(fan)应(ying)(ying)介质(zhi)和添加(jia)剂等条件来(lai)降低(di)反(fan)应(ying)(ying)能耗。

二、熔(rong)盐法(fa)

熔盐(yan)(yan)法一般(ban)是用(yong)溶(rong)胶凝胶和(he)球(qiu)磨(mo)混(hun)合使原料与熔盐(yan)(yan)充分混(hun)合，将产(chan)物原料在高温(wen)下溶(rong)解于(yu)熔盐(yan)(yan)熔体中(zhong)，由相应氧(yang)化(hua)物在原子(zi)级重新排布(bu)并迅速扩散到液(ye)相环境(jing)中(zhong)进行反(fan)应，冷却后(hou)(hou)将盐(yan)(yan)类溶(rong)解，经过(guo)滤洗涤得到纯净的(de)(de)氧(yang)化(hua)铝(lv)(lv)粉体。在熔盐(yan)(yan)法合成过(guo)程中(zhong)，球(qiu)磨(mo)和(he)随后(hou)(hou)干燥(zao)的(de)(de)后(hou)(hou)进入(ru)孔(kong)洞(dong)的(de)(de)熔盐(yan)(yan)增加了铝(lv)(lv)源和(he)熔盐(yan)(yan)的(de)(de)接(jie)触面积(ji)，这有利(li)于(yu)片状α-Al₂O₃单晶颗粒的(de)形成和生长。

该法(fa)相(xiang)校(xiao)于常规的(de)固相(xiang)法(fa)，具有合成温度低、反应周期短、晶体形貌可控、粉(fen)体各组分均匀(yun)无偏析、物(wu)相(xiang)纯度高以(yi)及工艺简单污染小的(de)特点。

三(san)、液相(xiang)间接法（溶胶(jiao)-凝胶法）

和水热(re)法(fa)类似(si)，液相(xiang)(xiang)间接(jie)法(fa)也利用了液相(xiang)(xiang)合成出的粉体纯度高，分散性好的特点(dian)。液相(xiang)(xiang)间接(jie)法(fa)中(zhong)用的最多的就是溶胶-凝胶法，以可溶性盐为铝源（硫酸铝或者氢氧化铝），在液相体系中水解缩合并结晶，经过干燥处理后可以制得前驱体γ-Al₂O₃，再经高温环境(jing)中(zhong)烧结固化完(wan)成由(you)γ相向α相转变的过程。

该(gai)法可以(yi)克服水热(re)工艺(yi)中需要高(gao)温高(gao)压的(de)反(fan)应(ying)釜的(de)缺点，因此(ci)对设备的(de)要求较低，应(ying)用(yong)得也较为广泛。

除了上述(shu)的几种方法，实(shi)际(ji)生产过程(cheng)中还(hai)会使用(yong)到涂膜法、高(gao)温(wen)烧结法和机(ji)(ji)械法等(deng)其他(ta)实(shi)验(yan)方法。涂膜法制备(bei)出的片晶杂质少但机(ji)(ji)械强度(du)差，粒度(du)分(fen)布广(guang)；机(ji)(ji)械法制得的粉体无团聚但是(shi)纯度(du)低(di)；高(gao)温(wen)烧结法晶体各向异性生长良好但对(dui)设(she)备(bei)要(yao)求较高(gao)。因(yin)此，现代市场中常(chang)用(yong)熔盐法和溶胶凝(ning)胶法来制备片状氧化铝(lv)粉体(ti)。

片状氧(yang)化(hua)铝的(de)应用(yong)

一、磨(mo)料抛光液

对于材(cai)料(liao)加(jia)工行业(ye)来说，无论是材(cai)料(liao)抛光，还是电子产品的精细打磨，都离不开(kai)性能优良的磨料(liao)。目前国(guo)内市(shi)面上还多采用SiO₂磨料抛光液，与SiO₂硬度较小、抛光(guang)速(su)率(lv)低相比(bi)，片(pian)状氧化铝具(ju)有坚硬的(de)晶体结(jie)构(gou)和平(ping)齐(qi)的(de)板状结(jie)构(gou)，粉体微粒(li)排列整齐(qi)，可(ke)以(yi)使磨(mo)(mo)(mo)料与产(chan)品(pin)(pin)间(jian)的(de)磨(mo)(mo)(mo)擦力(li)增大，加快了磨(mo)(mo)(mo)削速(su)度，可(ke)以(yi)大大缩减(jian)工(gong)厂实(shi)际(ji)生产(chan)过程(cheng)中(zhong)磨(mo)(mo)(mo)片(pian)机的(de)数(shu)量、人工(gong)成本(ben)和磨(mo)(mo)(mo)削时(shi)间(jian)。而常见(jian)的(de)氧化铝磨(mo)(mo)(mo)料在实(shi)际(ji)使用中(zhong)存(cun)在易划伤、抛光(guang)液不稳定(ding)等问题，与常规的(de)纳米(mi)氧化铝相比(bi)，平(ping)整光(guang)滑的(de)片(pian)形(xing)表面对于被磨(mo)(mo)(mo)对象（如半导体硅晶片(pian)，智能手机外壳等等）来说不易划伤，可(ke)提高(gao)产(chan)品(pin)(pin)的(de)合格品(pin)(pin)率(lv)。所以(yi)，片(pian)状氧化铝已经(jing)成为了高(gao)精密微电子行业(ye)、宝石加工(gong)业(ye)和金(jin)属(shu)陶瓷行业(ye)的(de)新宠。

二、珠光颜料

珠(zhu)光颜料(liao)的基(ji)片(pian)材质，本质上(shang)可以用任何(he)稳定(ding)存在的细(xi)小片(pian)状物。而片(pian)状氧化铝化学(xue)性能稳定(ding)、覆盖面积广、折射率(lv)高，并且其(qi)特有的光学(xue)性能使颜料(liao)能够产(chan)生强烈的珠光效应(ying)，因此(ci)片状氧化铝作(zuo)为(wei)珠光(guang)颜(yan)料的基材(cai)已经成为(wei)开发性能(neng)优越(yue)的珠光(guang)颜(yan)料的新热点(dian)和(he)行业经济增长点(dian)。

目(mu)前(qian)使用(yong)最多的(de)珠(zhu)(zhu)光(guang)颜料(liao)常(chang)用(yong)天然(ran)(ran)云母(mu)(mu)薄片造(zao)出，但天然(ran)(ran)云母(mu)(mu)薄片常(chang)含(han)有有色杂质离子，分离较(jiao)为困难，且其过厚的(de)边(bian)缘(yuan)会使珠(zhu)(zhu)光(guang)颜料(liao)易发生(sheng)散射现象，对其视觉效果造(zao)成不良的(de)影响。而用(yong)片状氧化铝代替天然(ran)(ran)片状云母(mu)(mu)制备出来的(de)珠(zhu)(zhu)光(guang)颜料(liao)，不仅纯(chun)度高，制备工艺简(jian)单，而且能够创造(zao)出细腻柔滑的(de)惊艳(yan)色彩(cai)。这种珠(zhu)(zhu)光(guang)颜料(liao)能呈现出丝(si)绸或珐琅彩(cai)的(de)色泽，具有浓(nong)厚的(de)三维(wei)质感和亮丽的(de)边(bian)缘(yuan)幻色，被(bei)称为“第二代新型(xing)效应材(cai)料(liao)”。

三、无机(ji)填充剂

片(pian)状氧化铝在(zai)工业(ye)生产中是一(yi)种不可缺少的填充剂，在(zai)功(gong)能(neng)陶瓷、塑料和橡胶制品中，能(neng)起到增加(jia)硬度和(he)刚度、调(diao)节热膨胀系数(shu)的作用。刚玉型的结构可以增(zeng)加它的耐热性(xing)和显著提高其热传导性(xing)能，并(bing)改善制品的外观。

相比于柱(zhu)形晶(jing)(jing)体的(de)(de)(de)桥联和裂(lie)纹(wen)偏转效应(ying)，片晶(jing)(jing)材(cai)料的(de)(de)(de)这(zhei)种特性(xing)使劈裂(lie)作(zuo)用沿(yan)层间解理分叉(cha)蔓(man)延，增宽了裂(lie)纹(wen)的(de)(de)(de)裂(lie)变路径，抑制(zhi)了主裂(lie)纹(wen)的(de)(de)(de)生长(zhang)，可以显著提高材(cai)料的(de)(de)(de)抗折(zhe)强度和断裂(lie)韧性(xing)。此外，利用热传导性(xing)能优越(yue)的(de)(de)(de)氧化(hua)铝作(zuo)为填料制(zhi)备出(chu)的(de)(de)(de)聚(ju)合(he)物-复合(he)陶瓷应(ying)用于电子元(yuan)件领域可以大大延长(zhang)其(qi)电子产品的(de)(de)(de)使用寿命(ming)。

四、化妆品(pin)

片状氧化铝(lv)具(ju)有较小的(de)(de)粒度(du)和厚度(du)分(fen)布以及(ji)较大的(de)(de)径厚比，它的(de)(de)化学性(xing)能稳定(ding)，几乎无色而且表面光滑平整，在水中具(ju)有良(liang)好的(de)(de)分(fen)散性(xing)，最为重要的(de)(de)是(shi)，这种粉体无毒无味，因此(ci)也被广泛(fan)应用(yong)于化妆品(pin)领域。

片(pian)状氧化(hua)铝(lv)作为(wei)一种可(ke)以改良(liang)化(hua)妆品性(xing)质的(de)添加剂，不仅可(ke)以使化(hua)妆品呈现出较(jiao)高的(de)光泽(ze)度和明亮的(de)色彩体验，而且贴服在(zai)皮肤(fu)表面(mian)有着很好的(de)舒适度，还具有优越的(de)铺展性(xing)和粘(zhan)附性(xing)能(neng)，能(neng)够有效的(de)防止油脂分泌或皮肤(fu)出汗造(zao)成的(de)粉

妆脱落。

五(wu)、功能(neng)涂膜(mo)

性(xing)能(neng)优越的(de)片(pian)状氧化铝无团聚现象，且(qie)具有(you)良好的(de)附着(zhe)力，易于与(yu)其他(ta)功(gong)能(neng)微粉相结合，制备成(cheng)出(chu)各种前景诱人的(de)新(xin)型功(gong)能(neng)涂(tu)膜。

用(yong)于毛细管的(de)氧化铝涂层可(ke)以显著提高其(qi)逆转(zhuan)电渗(shen)流性(xing)能(neng)(neng)和目标分析的(de)选择性(xing)及稳定性(xing)能(neng)(neng)；用(yong)于隐(yin)形飞机的(de)功(gong)(gong)能(neng)(neng)涂膜可(ke)以吸收电波(bo)以防止被雷达(da)搜寻到；此外(wai)，氧化铝涂膜还有阻隔紫外(wai)线，进行光催化等功(gong)(gong)能(neng)(neng)，因此在(zai)太阳能(neng)(neng)电板(ban)上也(ye)有着不错(cuo)的(de)应用(yong)前景。

参考来源：

片状氧化(hua)铝的(de)发(fa)展(zhan)历程与应用前景，王玲(ling)、王千瑞、刘冲、熊(xiong)焰（湖北工(gong)业大学材料与工(gong)程学院(yuan)）。

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